Intel研究院院长:量子计算商业化是马拉松 而不是短跑冲刺

量子
  • 快科技
  • 2019-10-30 20:28

最近谷歌实现量子霸权的报道刷屏了,而另一个量子计算巨头IBM对此有不同看法,两家打起了口水战。无论争议如何,这次事件是量子计算的一个重要节点,现在Intel院士、研究院院长Rich Uhlig也参与进来了,谈到了量子计算商业化的问题。

Rich Uhlig为最近量子计算取得的进展感到振奋,53个量子位200秒的运算就相当于最强超算1万年的性能了,但是Intel也指出量子计算距离实用还很要元,他们做了大量模拟,认为“只有在数百个甚至数千个量子位可靠运行的情况下,量子计算机才能比超级计算机更快地解决实际问题。”

Rich Uhlig也向大家介绍了Intel研发的硅自旋量子位技术,相比其他公司在研究的超导量子位技术,自旋量子位的尺寸比同类量子位小得多,比超导量子位具有更大的微缩优势,目前Intel正在研究300mm晶圆上使用现有的工艺、设备制造自旋量子位的技术。

以下是详细内容:

本文作者为英特尔技术与系统架构及客户端事业部高级院士、英特尔研究院院长Rich Uhlig,他指出:“最近的科研成果值得庆祝,但实际应用才是真正的考验。”

量子计算之所以受到广泛关注,是因为它有望解决当今计算机无法解决的问题,如:新药物研究、金融建模和宇宙运行方式探索。世界各地的大学、政府部门和技术公司都在努力实现商业上可行的量子计算系统,并取得了令人瞩目的进展。但如果把量子计算商业化比作一场马拉松比赛,现在才刚刚跑完一英里。在量子计算商业化进程中取得的重要里程碑值得认可和庆祝,并需要在此基础上不断进步。

正如英特尔和全球各地研究人员的研究表明,量子计算有望解决传统计算,乃至世界上最强大的超级计算机无法解决的问题。

近日,谷歌的研究人员通过“量子霸权”的基准测试,展示了与传统超级计算机相比,量子计算机的非凡速度。谷歌团队设计了一种算法,只需200秒就可在一个小型量子处理器,即53量子位的超导测试芯片上完成一次分析,而当前最强大的超级计算机大约需要1万年才能完成该分析。我们祝贺谷歌团队此次精彩的展示。

在这一令人振奋消息的鼓舞下,我们现在应关注如何构建能够用于解决棘手挑战的系统,即“量子实用性”。为了直观地了解如何才能实现量子实用性,英特尔的研究人员利用高性能量子模拟器,来预测量子计算机在解决Max-Cut优化问题时,超过超级计算机的节点。Max-Cut是一个复杂性随着变量数量增加而成倍增加的算法,广泛用于从交通管理到电子设计的各个领域,因此我们选择Max-Cut作为测试案例。

在研究中,针对一系列规模不断增加的Max-Cut问题,我们把容噪量子算法与最先进的经典算法进行对比。经过大量模拟,研究表明:只有在数百个甚至数千个量子位可靠运行的情况下,量子计算机才能比超级计算机更快地解决实际问题。换句话说,业界要开发出这种规模的功能性量子处理器可能还需要数年时间,以及很多工作要做。

英特尔与合作伙伴以及科研界,共同致力于加快整个量子计算堆栈的发展,在这场马拉松比赛中一步一步接近“量子实用性”的目标。

英特尔公司正在把超导量子计算测试芯片扩展到更高的量子位数——从7到17,再到49个量子位(从左至右)。需要多个镀金连接器来控制和操作每个量子位。

我们对在硅自旋量子位技术领域取得的进展感到非常兴奋。自旋量子位的尺寸比同类量子位小得多,比超导量子位具有更大的微缩优势。事实上,自旋量子位类似于单个电子晶体管,而这正是英特尔在过去50年间一直钻研的技术。由于这种相似性,我们能够将从晶体管制造中吸取经验教训,广泛应用于量子计算研究。如今,我们正在300毫米硅晶圆上制造自旋量子位,并使用与生产最先进的英特尔处理器的相同设备和工艺。此外,为了进一步加快研究和反馈周期,我们设计了量子低温晶圆探测仪cryoprober,以便大规模测试和表征300毫米硅自旋量子位晶圆。

这些发现和正在进行的研究表明,量子计算将是一个划时代的革命性技术。然而,在量子计算的探索之旅中,还要继续克服许多挑战、跨过很多里程碑,才能真正改变生活。

因此,让我们为这个科研高光时刻以及背后的研究人员鼓掌喝彩!同时,也要把目光投向更加遥远的终点线:量子实用性。


来源:快科技

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编辑:jiyang

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